三相三电平三开关vienna整流器设计与实现

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1、三相三电平三开关VIENNA整流器设计与实现电工电气(2014No.1)三相三电平三开关VIENNA整流器设计与实现周奖1，陆翔2(1广西大学电气工程学院，广西南宁530004；2广西大学物理科学与工程技术学院，广西南宁530004)摘要：与传统的两电平变换器相比，多电平变换器输出电平数增加，输出波形阶梯增多，更加接近目标调制波。分析了三相三电平三开关VIENNA整流器的工作原理，介绍了电路的实现方法，给出了主电路及采样电路的设计。搭建了一个800W的实验平台，利用TMS320F2812DSP来实现控制算法。实验结果表明，所设计的电路能满足预定的要求，在工业控制

2、中应用前景广阔。关键词：三电平；VIENNA整流器；电量参数测量；电路设计；数字信号处理器中图分类号：TM461文献标识码：A文章编号：1007-3175(2014)01-0011-05DesignandRealizationofThree-Phase/Level/Switch(VIENNA)RectifierZHOUJiang1,LUXiang2（1CollegeofElectricalEngineering,GuangxiUniversity,Nanning530004,China;2CollegeofPhysicalScienceandTechnology

3、,GuangxiUniversity,Nanning530004,China）Abstract:Comparedwiththetraditionaltwo-levelconverter,theoutputlevelnumberofmulti-levelconverterincreasesandtheout-putwaveformladderincreases,soitismoreclosetothetargetmodulatedwaves.Thispaperanalyzedtheworkingprincipleofathree-phase/level/switc

4、h(VIENNA)rectifier,discussedtheimplementationofthecircuit,andintroducedthedesignofthemaincircuitandsamplingcircuitindetail.An800Wexperimentalplatformwasbuilt.TMS320F2812DSPwasusedtorealizethecontrolalgorithm.Ex-perimentalresultsshowthatthedesignedcircuitcanmeetthepreconcertedrequirem

5、entsinpossessionofwideprospectforapplicationofindustrialcontrol.Keywords:threelevels;VIENNArectifier;electricquantityparametermeasurement;circuitdesign;digitalsignalprocessor随着现代电力电子技术的进步，以及社会经济的快速发展，电力电子变换器被广泛地应用在工业各个领域中。其中，KolarJ.W.等学者在1994年提出的三相三电平三开关(VIENNA)整流器[1](以下简称为VIENNA整流器)

6、由于所需的功率管器件少且电压应力仅为直流母线电压的一半，无桥臂输出电压直通问题，不需设置驱动死区时间，以及控制电路简单等优点，得到了国内外学者的广泛关注和深入研究[2-7]。相对于传统的两电平变换器，多电平变换器输出电平数增加，降低了输出电压的跳变，同时输出电压谐波含量减少，更加接近目标调制波。器件的等效开关频率提高，开关频率可以降得较低，损耗减少，效率提高。该整流器可应用在电力系统有源电力滤波器、无功补偿、潮流控制、不间断电源、交直流传动系统、通信电源、新能源领域中的风力发电、混合动力车充电站、工业变频器等，对其拓扑及其控制策略的研究具有重要的理论意义和工程价

7、值。本文设计了一台800W的VIENNA整流器，详细介绍了主电路、采集电路的设计以及程序设计等。1VIENNA整流器的工作原理VIENNA整流器的硬件电路如图1所示。VIENNA整流器的硬件电路拓扑由6个快速恢复二极管(D1～D3，D＇1～D＇3)、3个升压电感、3个双向功率开关管以及2组输出电容等构成。基金项目：广西大学科研基金项目(XJZ120282)作者简介：周奖(1969-)，男，讲师，硕士，研究方向为电工技术、功率因数校正；陆翔(1973-)，男，高级实验师，博士研究生，研究方向为电力电子变流技术。11电工电气(2014No.1)三相三电平三开关VIE

8、NNA整流器设计与实现坐